Saldatura automatica dei tubi

Le moderne tecnologie di saldatura hanno fatto passi da gigante. Una delle direzioni è la saldatura automatica dei tubi. Con l'uso della saldatura automatica, è stato possibile eliminare un numero significativo di carenze che consentono i permessi di saldatura manuale (eterogeneità della saldatura, scarsa affidabilità del lavoro eseguito). La saldatura ad arco manuale di alta qualità è possibile solo quando viene eseguita da personale qualificato, che è anche un segno negativo. È richiesta anche una preparazione di alta qualità dei tubi per la saldatura.

Schema del processo di saldatura ad arco manuale.

La saldatura ad arco manuale presenta diversi svantaggi:

  • come accennato in precedenza, la qualità delle saldature è scarsa quando la saldatura non è eseguita da professionisti;
  • Ha un impatto negativo sia sull'ambiente sia sul lavoratore che produce il processo;
  • la saldatura ad arco manuale ha una bassa efficienza e una bassa produttività (rispetto a quella automatica).

A giudicare dal grado di automazione, la saldatura automatica è il processo tecnologico più moderno del nostro tempo. Nota che quasi tutti i tipi possono essere automatizzati. Il grado di meccanizzazione dei processi di saldatura è di due tipi:

Automatico implica un avanzamento dell'elettrodo meccanizzato e il movimento dell'arco e un semi-automatico significa solo l'avanzamento del filo. Consideriamo più in dettaglio il processo di saldatura automatizzata.

Apparecchiature per la saldatura automatica e tecnologia di produzione

La saldatura automatica è possibile solo quando si usano attrezzature speciali. Questa è una sorgente di corrente continua e un apparecchio speciale per alimentare un elettrodo con la presenza di una testa di saldatura automatica (arco). Tradizionalmente, per la versione automatica, è necessario avere un elettrodo fusibile o un filo di elettrodo che viene avvolto in bobine (matasse), con un peso da 5 a 60 kg.

Durante la saldatura, tale filo viene gradualmente immesso nella zona dell'arco mentre viene consumato durante il processo di fusione.

Tradizionalmente, per una variante automatica della saldatura, è necessario avere un elettrodo fusibile o un filo di elettrodo che viene avvolto in bobine (matasse), con un peso compreso tra 5 e 60 kg.

A causa della breve distanza attraverso cui passa il filo, la saldatrice produce un processo con un elettrodo corto in costante movimento. Questo riduce significativamente il riscaldamento del filo (vantaggio rispetto ad altri tipi). Al variare della velocità di fusione, cambia anche la velocità di avanzamento del filo. Questo mantiene una lunghezza d'arco costante quando il filo viene bruciato. Per proteggere il bagno di saldatura dagli effetti dell'aria, per facilitare la disossidazione del metallo e la sua lega, la saldatura viene pre-riempita con uno strato di flusso sufficientemente ingombrante in cui l'arco affonda. L'uso del flusso impedisce la formazione di schizzi di metallo, migliora le prestazioni della corrente di saldatura e le prestazioni (rispetto alla saldatura ad arco aperto), la qualità della cucitura aumenta in modo significativo.

Tipi di saldatrici

I moderni produttori producono saldatrici ad arco di due tipi, che differiscono nel metodo di regolazione:

  • macchine automatiche in cui sono regolate le grandezze elettriche;
  • macchine automatiche in cui l'alimentazione del filo di saldatura viene effettuata a velocità costante.

Il primo tipo di saldatrice automatica prevede la regolazione dell'avanzamento del filo (velocità) e in base a questo parametro l'indice elettrico cambia (più spesso la tensione dell'arco). La tensione dell'arco dipende solo dalla sua lunghezza e cambia in base al suo cambiamento. Queste macchine sono prodotte da molto tempo e si sono affermate positivamente nella produzione di saldature.

L'applicazione di una saldatrice automatica elimina la necessità di schemi di regolazione più complessi.

La saldatrice più moderna e tecnologicamente avanzata è considerata il secondo tipo (la presenza di una velocità di avanzamento del filo costante). L'intensità dell'autoregolazione dell'arco di saldatura elimina la necessità di schemi di regolazione più complessi. Puoi semplicemente alimentare il filo in un arco in modalità continua e ad una velocità pari alla velocità di fusione. C'è un aumento della lunghezza dell'arco, il che significa che c'è una diminuzione della velocità di avanzamento del filo. Da cosa dipende l'autoregolamentazione? Dalla densità di corrente nel filo. Se la densità è bassa, il processo di autoregolazione è molto lento e ciò causa una diminuzione della lunghezza dell'arco e, di conseguenza, un cortocircuito. Se si verifica un aumento, è possibile un arco rotto. Il rapido aumento della densità di corrente causa un aumento della velocità di fusione e del processo di controllo.

Classificazione delle saldatrici secondo il metodo di movimento

Otterrete un giunto di alta qualità se spostate la macchina con molta precisione durante la saldatura del prodotto. Le macchine prodotte oggi sono suddivise in:

  • saldatrici sospese;
  • saldatrici automotore;
  • trattori per saldatura.

Le saldatrici sospese non sono in grado di muoversi, mentre i prodotti di saldatura vengono spostati. Durante la saldatura con saldatrici semoventi, vengono montati su un carrello speciale e la saldatura viene eseguita mentre si sposta il prodotto o in una posizione fissa sopra un oggetto in movimento. La saldatrice automatica semovente e il trattore di saldatura si muovono lungo la pista. Le saldatrici sono più leggere e più mobili delle macchine automatiche semoventi, il loro scopo è quello di saldare pezzi di grandi dimensioni, vari alloggiamenti e così via.

Preparazione di tubi per saldatura

La bordatura viene eseguita allo scopo di ottenere una penetrazione di qualità del pezzo lungo la sezione (questa è una delle condizioni di resistenza del giunto saldato con il metallo). Ci sono bordi V-, K-, a forma di X. La cucitura dei bordi può essere unilaterale o bilaterale. La preparazione del tubo per la saldatura include i seguenti passaggi:

Il bordo è realizzato con lo scopo di penetrazione di alta qualità del pezzo lungo la sezione.

  • pulizia di superfici di saldatura da sporco e terra;
  • controllare la forma dei bordi, se necessario, la loro modifica (le estremità dei tubi dopo aver modificato i bordi devono essere uguali durante il montaggio);
  • l'ellisse del calcio, le ammaccature e le sgorbie non dovrebbe essere più grande di quella fornita dallo Stato;
  • pulire i bordi verso l'esterno e l'interno del metallo per brillare di una distanza non inferiore a 10 millimetri (durante la saldatura ad arco);
  • produzione di giunzioni di tubi mediante martinetti o centralizzatori, che garantiranno l'allineamento di alta qualità dei bordi dei tubi;
  • fissaggio dei giunti per tubi (per saldatura ad arco) con bullette (la quantità è determinata da una formula speciale, ma non può essere inferiore a tre, la lunghezza deve essere di 6-8 cm, spessore non inferiore a 4 mm);
  • se le giunture dei giunti dei tubi sono diritte, unilaterali e longitudinali, i bordi possono spostarsi l'uno rispetto all'altro;
  • le cuciture longitudinali a spirale e bilaterali sono ammesse per cucinare senza spostare i bordi.

Il processo di preparazione per la saldatura di tubi da acciai non legati e bassolegati include una fase come i taglienti. Tale taglio di bordi saldati viene effettuato più spesso con cannelli da taglio autogeni. Una volta completato il taglio, potrebbe essere necessario rielaborare i bordi meccanicamente (specialmente le giunture ad anello).

Caratteristiche della saldatura di condotte ad alta pressione

Schema di trattamento termico dei giunti di tubi saldati

Per la saldatura di condotte ad alta pressione applicabili qualsiasi tipo di saldatura industriale. Per eseguire questo tipo di lavoro, solo i saldatori che hanno conseguito il certificato di successo superano i test previsti dalle norme della supervisione tecnica dello Stato, poiché quando si lavora con questi prodotti è richiesta un'elevata qualifica e responsabilità.

Quando si saldano tubi con pressione, sono necessarie condizioni speciali e un rigoroso controllo di qualità. La difficoltà è causata da un grande spessore delle pareti del tubo rispetto ad un diametro piccolo. È fondamentale garantire l'alta qualità della saldatura, indipendentemente dalla temperatura, indipendentemente dal fatto che si tratti di temperatura normale, elevata o negativa del mezzo trasportato. La cucitura deve essere resistente a qualsiasi corrosione e resistere a qualsiasi lettura di pressione. Saldatura di tubazioni in acciaio ad alta pressione, prodotta con metodo elettrico o gas (a seconda del diametro e dello spessore). La saldatura a gas viene applicata solo a tubi in acciaio al carbonio con un passaggio da 6 a 25 mm. La saldatura automatica e semiautomatica con flusso (per la saldatura manuale della saldatura di radice) viene utilizzata per tubi con un passaggio di 100 mm o più.

Saldatura ad alta pressione

La saldatura a pressione comporta il processo di unione degli strati superiori di parti da saldare. Anche per la saldatura a pressione, la diffusione delle particelle è caratteristica, che porta alla cancellazione delle interfacce e alla germinazione dei cristalli attraverso di esse. La saldatura a pressione è principalmente utilizzata nell'ingegneria meccanica e nella costruzione di strumenti. Il metodo di pressione dipende dal tipo di prodotto da saldare e dai requisiti per esso. Esistono 3 tipi di saldatura a pressione:

  • punto (applicato alla lamiera);
  • calcio (pressione o reflow, utilizzato nella fabbricazione di utensili);
  • rullo (fornisce una saldatura continua o intermittente).

La saldatura a pressione è considerata un tipo di saldatura a resistenza. Le superfici sono sottoposte ad alta pressione, che consente di ottenere il collegamento di parti senza riscaldamento. La qualità della connessione in pressione dipende direttamente dal lavoro sulla preparazione della superficie, dal tipo di metallo e dallo sforzo richiesto.

La tecnologia di saldatura a pressione comporta l'applicazione di calore e pressione. Il riscaldamento avviene con l'aiuto della corrente elettrica nel punto di contatto degli elementi collegati, la pressione viene creata utilizzando elettrodi o altri dispositivi speciali.

Tecnologia di saldatura per condotte

Lo sviluppo dell'economia moderna è caratterizzato da un costante aumento del consumo di energia: se la quantità minima di consumo di energia nell'intera storia dell'umanità è di circa 160 miliardi di tonnellate di carburante di riferimento, almeno 110 miliardi di tonnellate cadono negli ultimi 35 anni.

Nell'ultimo quarto di secolo, la quota di petrolio e gas nel bilancio del carburante è più che triplicata.

  • Il trasporto di petrolio e gas viene effettuato direttamente da uno dei loro siti di estrazione attraverso condotte in acciaio.
    Recentemente, il trasporto del gasdotto ha iniziato a essere utilizzato per il trasporto su lunghe distanze di etilene e ammoniaca.
  • Sono in corso intensi lavori di ricerca per la consegna di materiali sfusi e di altro tipo attraverso condotte.
  • In futuro, si prevede di applicare non solo acciaio, ma anche condotte di plastica.
  • Il principale processo tecnologico nella costruzione di condotte è la saldatura. La lunghezza totale delle saldature circonferenziali durante la saldatura della condotta solo nel 1976 ha superato la lunghezza equatoriale del globo.

Per la prima volta, nella costruzione dell'oleodotto Grozny-Tuapse (1927-1929) è stata utilizzata la saldatura di condotte nel nostro paese. Su questa condotta, per collegare i mozzi, sono stati utilizzati la saldatura ad arco elettrico ea gas, nonché i collegamenti filettati.

Nel 1929, l'oleodotto Baku-Batumi fu completamente saldato mediante saldatura a gas. La saldatura ad arco elettrico cominciò ad essere ampiamente utilizzata solo nel 1933-1935. durante la costruzione dell'oleodotto Guryev-Orsk. Nel 1945-1953 iniziarono ad essere applicati metodi meccanizzati di saldatura ad anello delle tubazioni del tronco. durante la costruzione di gasdotti Saratov-Mosca, Dashava-Kiev-Bryansk-Mosca e Stavropol-Mosca.

Come risultato della ricerca condotta da loro PEC. E. O. Paton, per la prima volta nella pratica mondiale è stato possibile utilizzare la saldatura ad arco sommerso meccanizzata nella costruzione di una tubazione del tronco. Nella costruzione di gasdotti durante questo periodo, sono stati utilizzati impianti per la saldatura a gas, acquistati negli Stati Uniti.

Nel 1952, per la prima volta nella pratica mondiale, la saldatura di testa mediante lampeggio continuo da parte di unità mobili con trasformatori di saldatura di contorno sviluppati dal PEC, fu utilizzata per la costruzione di una tubazione con un diametro di 377 mm. E. O. Paton con la partecipazione di VNIIST e KF SCV "Gazstroy-machine".

L'iniziatore dell'applicazione nella costruzione di condotte per la saldatura ad arco sommerso e la saldatura di testa mediante unità mobili era E. O. Paton.

Nella padronanza dei metodi di saldatura meccanizzata, grande merito appartiene al capo ingegnere del Welding and Assembly Trust, e poi a A. S. Falkevich, fondatore e capo del laboratorio di saldatura del All-Union Research Institute for the Construction of Trunk Pipelines (VNIIST).
Il lavoro svolto da VNIIST, SCR Gazstroymashina, l'Istituto di saldatura elettrica E. O. Paton e le organizzazioni di saldatura e installazione hanno reso possibile nel 1959 l'uso di elettrodi di carburo di carbonio ad alta velocità per la protezione dal biossido di carbonio del tipo TCC. Nella tab. 19.1 mostra i dati su diversi tipi di saldatura durante la costruzione di condotte per condotte in periodi diversi (%).


Fino al 1971, una rete di gasdotti e gasdotti con una lunghezza totale di circa 100 mila km fu costruita nell'URSS. I diametri delle condotte costruite non hanno superato i 1020 mm. A causa della lontananza dei principali giacimenti dai centri industriali, la lunghezza dei singoli oleodotti ha raggiunto i 3-4mila km. (unici, ad esempio, gli oleodotti Druzhba e Ust-Balyk-Omsk, i gasdotti Centro-Asia centrale e Igrim-Serov). I diametri dei tubi aumentano continuamente. Se fino al 1952, venivano utilizzate tubazioni con un diametro massimo di 530 mm, successivamente le grandi condotte venivano saldate principalmente da tubi con un diametro di 720, 820 e 1020 mm.
Negli ultimi 7-8 anni, in connessione con la scoperta di grandi giacimenti di gas nella Siberia occidentale e nel nord della parte europea dell'URSS, la costruzione di gasdotti si è spostata in gran parte verso le regioni settentrionali del paese. Attualmente, le condutture nell'URSS sono costruite in varie condizioni climatiche e geologiche del suolo. Nelle regioni desertiche dell'Asia centrale, la temperatura in estate raggiunge + 60 ° С, e nelle regioni di Yakutia o Norilsk, la saldatura viene eseguita in inverno.

a temperature fino a -50 ° C, che, tenendo conto delle diverse composizioni di tubi di acciaio, richiedono l'uso di materiali speciali di saldatura in ogni caso particolare, una tecnologia speciale e l'organizzazione di lavori di saldatura.
Contemporaneamente allo sviluppo della costruzione di condotte nell'URSS, sono stati creati grandi impianti e officine specializzate per la produzione di tubi saldati di grande diametro per linee di gas e petrolio. Il diametro massimo dei tubi ad alta pressione prodotti negli impianti domestici è di 1.420 mm. La tecnologia di saldatura dei tubi nelle fabbriche sviluppate dall'Istituto di Elettrici. E. O. Paton.
Dopo il 1971, si sono verificati cambiamenti significativi nella costruzione di condotte per il trasporto dei tubi nell'URSS, la cui essenza è brevemente la seguente.
I diametri delle condotte più potenti costruite nell'estremo Nord, il Sud, in condizioni montuose sono aumentati a 1220-1420 mm mentre aumentano la pressione del gas in essi da 55 a 75 atm. Attualmente, per le condotte del tronco utilizzate in
principalmente tubi con un diametro di 530, 720, 1020, 1220 e 1420 mm con spessori di parete da 7,5 a 26,0 mm.
Composizioni complicate di tubi d'acciaio. Equivalente di carbonio

in alcuni casi aumentato a 0,5.
In connessione con l'aumento della resistenza temporale (calcolata) inferiore dei tubi a 539-588 MPa e la resistenza allo snervamento di 412-441 MPa e la necessità di garantire la resistenza a temperature negative, iniziarono ad essere utilizzati tubi micro-legati con vanadio, niobio, titanio e azoto. Le caratteristiche degli acciai per tubi più comuni utilizzati nell'URSS per la costruzione di condotte per condotte sono elencate in Tabella. 19.2.
La qualità dei tubi prodotti deve soddisfare requisiti sempre crescenti. Era necessario migliorare la resistenza e le proprietà viscose dei tubi metallici grazie alla lega e al trattamento termico speciale, per migliorare la precisione delle estremità dei tubi, per padroneggiare la produzione di nuovi tubi di grande diametro, compresi quelli con una parete multistrato ad alta pressione per condotte principali superpotenti, era necessario costruire tubazioni per il trasporto di idrogeno solforato. Queste tubazioni devono essere resistenti alla corrosione sotto sforzo. L'ammoniaca e alcuni tipi di olio possono essere corrosivi.

Questi cambiamenti hanno seriamente compromesso gli indicatori tecnici ed economici della tecnologia di saldatura e lavori di assemblaggio durante la costruzione di condotte.

Aumentato significativamente il volume e la complessità della saldatura; è stato necessario riorganizzare rapidamente le organizzazioni di saldatura e assemblaggio con nuove potenti apparecchiature per la saldatura, il trattamento termico e il controllo. La tecnologia di saldatura e controllo con l'introduzione di tali operazioni come giunti riscaldati, trattamento termico delle giunture, saldatura interna delle giunture, radiografia panoramica delle unità semoventi per il controllo delle cuciture, controllo ultrasonico delle giunzioni, ecc., È diventata notevolmente più complicata.
In relazione a quanto affermato nel 1974, sono state adottate misure speciali per migliorare il livello tecnico della costruzione dei principali oleodotti e gasdotti, garantendo una maggiore affidabilità del loro funzionamento. È stato progettato per migliorare le proprietà dei tubi, creare nuovi e migliorare la tecnologia esistente per la saldatura delle tubazioni in vari modi, creare nuovi materiali di saldatura e nuovi mezzi di controllo della saldatura.
Allo stato attuale, nella costruzione di condotte vengono utilizzati vari metodi di saldatura, tenendo in considerazione la saldatura di tubi in impianti di tubazioni, la saldatura ad arco sommerso automatico rappresenta circa il 90% del volume totale di saldatura. La saldatura manuale viene utilizzata quasi esclusivamente sul campo per collegare i tubi tra loro.
Acciaio di grado 118

Caratteristiche degli acciai per tubi

Per accelerare la costruzione e aumentare l'affidabilità della pipeline, ridurre al minimo la quantità di saldatura sul campo aumentando la lunghezza dei tubi forniti dagli impianti di saldatura dei tubi. Se 10-12 anni fa le tubature avevano una lunghezza di 6 m, attualmente le tubazioni di grandi diametri vengono fornite con una lunghezza di circa 12 m. Sono in corso lavori per la produzione di tubi di lunghezza ancora maggiore. Ad esempio, una delle sezioni del gasdotto Centro Asia Centrale è stata costruita in un ordine pilota utilizzando tubi con un diametro di 1020 mm e una lunghezza di 24 metri, fabbricati dall'impianto di tubi Novomoskovsk. I calcoli mostrano che l'aumento della lunghezza dei tubi ridurrà significativamente il numero di lavoratori qualificati nella costruzione di condotte e ridurrà il costo delle attrezzature per il montaggio e la saldatura.
Per aumentare il livello di meccanizzazione della saldatura in condizioni di campo, aumentare la produttività del lavoro e migliorare la qualità delle saldature circonferenziali negli ultimi anni, la filiale di Kiev della SCZ Gaztroymashina e VNIIST hanno sviluppato speciali impianti di saldatura dei tubi, che saldano automaticamente e singolarmente singoli tubi e sezioni in condizioni semi-stazionarie. Queste sezioni vengono consegnate alla traccia, dove vengono saldate in una filettatura continua. In condizioni di campo, circa la metà di tutti i giunti delle condotte principali viene saldata sotto flusso.

Anche in futuro le saldature automatiche alle basi per la saldatura dei tubi verranno utilizzate fino a quando l'industria del tubo inizia a produrre tubi lunghi 24 m, consegnati alla ferrovia per ferrovia.

Le moderne basi semi-stazionarie sono progettate per il servizio di condotte in costruzione, di regola, quando si trasportano tubi a una distanza da 15 a 100 km. In contrasto con la pratica degli Stati Uniti e dell'Europa occidentale, dove sono saldate sezioni di 24 m di lunghezza da due tubi, nelle sezioni dell'URSS di 36 m di lunghezza da tre tubi sono più spesso saldati a tali basi. Nella maggior parte dei casi, non è difficile trasportare tali sezioni, specialmente nelle regioni desertiche dell'Asia settentrionale e centrale. Allo stesso tempo, l'uso di sezioni lunghe consente di ridurre la quantità di lavoro in condizioni stradali pesanti.

Quando si saldano tubi fino a 1020 mm di diametro nelle basi per saldare tubi, vengono spesso utilizzate le installazioni di tipo PPA-600 con rotori terminali e le macchine automatiche leggere PT-56 con filo da 2 mm. Queste unità hanno una fonte di alimentazione da 600 A da un motore diesel. Negli ultimi anni, per i nuovi tubi pesanti con diametro di 1020 mm e oltre, sono stati creati nuovi e più avanzati tipi di saldatrici per tubi per la saldatura ad arco sommerso, sui quali non sono solo meccanizzate la saldatura ma anche le operazioni di assemblaggio. Tale installazione (di tipo PAU-1001; Fig. 19.1), a differenza dell'installazione di PAU-600, ha un rotatore a rulli, che esclude la rotazione non uniforme di sezioni pesanti. La saldatura viene eseguita in due forche, saldatura interna delle cuciture, scansione panoramica con controllo semovente per cuciture, controllo ultrasonico delle cuciture, ecc. In relazione a quanto stabilito nel 1974, sono state adottate misure speciali per migliorare il livello tecnico di costruzione di condotte e gasdotti, per garantire una maggiore affidabilità del loro funzionamento.

È stato progettato per migliorare le proprietà dei tubi, creare nuovi e migliorare la tecnologia esistente per la saldatura delle tubazioni in vari modi, creare nuovi materiali di saldatura e nuovi mezzi di controllo della saldatura.

Allo stato attuale, nella costruzione di condotte vengono utilizzati vari metodi di saldatura, tenendo in considerazione la saldatura di tubi in impianti di tubazioni, la saldatura ad arco sommerso automatico rappresenta circa il 90% del volume totale di saldatura. La saldatura manuale viene utilizzata quasi esclusivamente sul campo per collegare i tubi tra loro.
Per accelerare la costruzione e aumentare l'affidabilità della pipeline, ridurre al minimo la quantità di saldatura sul campo aumentando la lunghezza dei tubi forniti dagli impianti di saldatura dei tubi. Se 10-12 anni fa le tubature avevano una lunghezza di 6 m, attualmente le tubazioni di grandi diametri vengono fornite con una lunghezza di circa 12 m. Sono in corso lavori per la produzione di tubi di lunghezza ancora maggiore. Ad esempio, una delle sezioni del gasdotto Centro Asia Centrale è stata costruita in un ordine pilota utilizzando tubi con un diametro di 1020 mm e una lunghezza di 24 metri, fabbricati dall'impianto di tubi Novomoskovsk. I calcoli mostrano che l'aumento della lunghezza dei tubi ridurrà significativamente il numero di lavoratori qualificati nella costruzione di condotte e ridurrà il costo delle attrezzature per il montaggio e la saldatura.

Per aumentare il livello di meccanizzazione della saldatura in condizioni di campo, aumentare la produttività del lavoro e migliorare la qualità delle saldature circonferenziali negli ultimi anni, la filiale di Kiev del TCC "Impianti di produzione di gas per saldatura ad arco sommerso bilaterale con una modifica preliminare della geometria dei bordi [3].


L'introduzione generalizzata di saldatura ad arco sommerso bilaterale in produzione aumenta notevolmente il livello di meccanizzazione complessa. Per risolvere questo problema in relazione alla rotazione delle articolazioni, in particolare, è stato necessario determinare la forma e le dimensioni ottimali della preparazione delle estremità dei tubi con maggiore opacità e creare macchine speciali per lavorarle direttamente sui binari. Le macchine producono in serie la pianta di Gomel Minstokkoprom.
La direzione successiva nella meccanizzazione della sezione di saldatura è l'uso della saldatura di testa mediante lampeggio continuo. La saldatura a intermittenza continua è già stata gestita per tubi con un diametro fino a 530 mm in installazioni semi-stazionarie come la TKUS, che produce sezioni di tubi. Per garantire la qualità richiesta dei giunti, è stato utilizzato un regolatore che calcola e mantiene i parametri ottimali del regime durante il processo di saldatura dei tubi.
Su iniziativa di VNIIST, PEC li. E. O. Paton e KF SCV La Gazstroymashina presso l'impianto di ingegneria pesante Elektrostal ha sviluppato e testato una potente installazione per la saldatura di testa mediante fusione continua di sezioni a tre tubi con tubi da 720-1020 mm.
Allo stato attuale, la saldatura manuale con potenti centralizzatori idraulici per il montaggio della struttura "Gasstroymashina" (Fig. 19.2) rimane il principale metodo di saldatura dei giunti non orientabili quando la sezione si unisce alla tubazione. Le prestazioni di saldatura manuale dei giunti a soffitto delle condotte con l'uso di centralizzatori interni dipendono dall'organizzazione dei lavori di assemblaggio e saldatura.
Nella saldatura delle condotte principali, il metodo più spesso utilizzato è il metodo di saldatura in linea delle singole sezioni, in cui la tubazione diventa un trasportatore fisso, lungo il quale i collettori e i saldatori, ciascuno dei quali esegue la stessa operazione, si muovono a una determinata velocità. Ad esempio, i saldatori nella testa di brigata in corrispondenza di ogni successivo giunto assemblato saldano una determinata parte della saldatura di radice e i saldatori che si muovono dopo il collegamento di piombo saldano determinate porzioni degli strati di riempimento della saldatura.

Fig. 19.1. Installazione PAU 1001 per la saldatura di sezioni a tre tubi con un diametro di 1020-1420 mm

Fig. 19.2. Centralizzatore idraulico interno tipo CV

La produttività della saldatura manuale di condotte di grande diametro può essere aumentata riducendo la quantità di metallo d'apporto. Per fare questo, è stata cambiata la natura della preparazione dei bordi dei tubi con uno spessore della parete di 16 mm o più, mentre la tradizionale scanalatura a V con un angolo di apertura di 70 ° è stata sostituita con una figurata (come un bicchierino). Tale taglio su tubi con un diametro di 1420 mm ha ridotto il consumo del metallo d'apporto di circa il 20%. Per migliorare ulteriormente la qualità e aumentare la produttività delle saldature non ricorrenti, in particolare dei tubi di grande diametro, è necessario utilizzare un sistema di automi che lavora in un ambiente di gas protettivo utilizzando un metodo a dissezione continua, come la saldatura manuale.

19.4 Pulizia del primo strato della linea di tubazione con un diametro di 1420 mm.

Saldatura automatica

Gli ingegneri hanno pensato a lungo all'automazione della saldatura, il che aiuterebbe a velocizzare molti lavori in produzione. Una delle opzioni inventate è la saldatura ad arco sommerso automatica. Questo metodo fu introdotto nell'industria nel 1939 grazie agli sviluppi dell'accademico Paton E.O. e il suo team all'Institute of Electric. Come viene eseguita la saldatura ad arco sommerso? Quali sono i suoi vantaggi? Quale apparecchiatura viene utilizzata per la saldatura automatica?

L'essenza del processo e delle opzioni

La saldatura automatica sotto uno strato di flusso, chiamato nel sistema internazionale SAW, si basa sulla combustione di un arco elettrico, fondendo i bordi metallici. Per fare questo, un filo viene inviato alla zona di saldatura (GOST 16130-72 o con altre composizioni), tra la punta del quale e il prodotto viene eccitato un arco. Il trattore di saldatura, in parallelo con questo, fornisce una speciale polvere alla zona di giuntura - il flusso che copre la parte fusa della saldatura, proteggendola dagli effetti dei gas esterni. Inoltre, uno strato di fondente contribuisce a una migliore fusione degli elementi di lega nella struttura della giunzione e riduce gli spruzzi di metallo.

L'estremità di fusione del filo è trattenuta dalla testa della saldatrice ad una certa distanza dal prodotto. La saldatrice può lavorare ancora quando viene utilizzata per saldare tubi che ruotano su rulli azionati da un riduttore. Oppure la testa dell'apparato può muoversi lungo una traiettoria predeterminata, a causa della presenza di un motivo corrispondente alla forma del giunto. L'operatore dell'installazione regola solo le modalità di saldatura e avvia il processo. La tecnologia della saldatura automatica sotto flusso richiede il controllo umano sul lavoro e la regolazione delle modalità, nonché una valutazione periodica della qualità del risultato. I modelli, chiamati trattore di saldatura, si muovono autonomamente sul proprio chassis, lungo la linea di connessione. Tutti i componenti principali di tale macchina si muovono con esso.

GOST 8713-79 distingue i seguenti tipi di lavoro che possono essere eseguiti da una saldatrice:

  • saldare i prodotti a peso, senza supporti per il lato posteriore della cucitura;
  • su una speciale fodera in rame che protegge da perdite e afflussi;
  • su un cuscino di polvere;
  • sul cursore di rame che accompagna il movimento della testa dell'apparato.

In alcuni casi, è necessario imporre una linea di giunzione preliminare lungo la quale il trattore di saldatura svolgerà il proprio lavoro. In altre tecnologie, è necessario produrre saldature sul lato posteriore del prodotto.

Metodo di saldatura

La saldatura ad arco automatica è conforme ai parametri di GOST 8713-79. A causa dell'elevata velocità di lavoro, viene utilizzato con successo per applicare cuciture lisce in posizione longitudinale. Per garantire il movimento diretto della testa, la saldatrice viene fornita con modelli, lungo il cui bordo si muove il filo dell'elettrodo e l'arco brucia. Questo metodo collega rapidamente lamiere di ferro spesse utilizzate per le strutture industriali. Ci sono anche movimenti ricci della testa dell'apparato. Per fare ciò, impostare il modello appropriato.

I trattori per saldatura per saldatura ad arco sommerso sono in grado di eseguire tutte le cuciture, designate GOST 11533-75. Sono adatti per calci, sovrapposizioni, angoli e giunti a T. La cucitura risulta uguale e ben fusa, senza spreco di materiale di apporto.

Dove è necessario posare la pipeline, la saldatura automatica delle giunzioni ad anello viene utilizzata con particolare successo. L'essenza del metodo sta nella rotazione del prodotto sotto la testa stazionaria della saldatrice. A causa della maggiore resistenza della corrente, il lavoro viene eseguito più velocemente rispetto alla modalità manuale. Le cuciture sono di alta qualità. La saldatura automatica dei tubi può essere eseguita su una vasta area, collegando le sezioni in un'unica linea. La dimensione di tali spazi vuoti raggiunge i 25 metri. Le connessioni di grandi dimensioni sono reali, ma dipende dalla possibilità di trasportare il tubo nel luogo di installazione. Inoltre, coinvolgere trattori o attrezzature ferroviarie. Con l'aiuto di una gru, i tubi vengono posati nel bagagliaio e il giunto finale viene eseguito manualmente dal saldatore. Ciò accelera notevolmente il processo di posa delle condotte.

I vantaggi del metodo automatico

La saldatrice automatica presenta numerosi vantaggi rispetto ad altri tipi di saldatura. Vale a dire:

  • elevate prestazioni di lavoro grazie all'aumento della forza e della velocità della saldatura, che può superare le prestazioni di altri metodi di 15 volte;
  • buona qualità della connessione dovuta alla stabilità dell'approvvigionamento additivo e alla velocità costante del passaggio dell'intera linea;
  • penetrazione profonda;
  • lavorare con tubi di grandi diametri;
  • impegnando meno saldatori per la stessa quantità di lavoro;
  • condizioni di lavoro più favorevoli per il saldatore e meno danni alla salute, a causa della distanza dalla fonte di radiazioni e fumo.

Le modalità veloci di saldatura automatica ad arco sommerso sono anche ottenute attraverso l'uso di polvere, che viene alimentata nella zona di combustione dell'arco da un bunker speciale attraverso un tubo. La quantità di eruzione è regolata dalla larghezza dell'apertura del lembo. Esternamente, il flusso è simile alle palline leggere rotonde, granulazione fine. Spolverare la zona di saldatura del flusso presenta i seguenti vantaggi:

  • elimina gli schizzi del metallo del bagno di saldatura e l'elemento di riempimento;
  • dà stabilità all'arco;
  • ritarda il processo di raffreddamento della saldatura, che migliora le sue proprietà fisiche;
  • protegge il bagno di saldatura dall'interazione del metallo fuso con l'ossigeno;
  • disossidante metallo e aiuta a fondere gli elementi di lega con una maggiore qualità.

Il trattore di saldatura scioglie parte della polvere in un arco elettrico dal filo, in conseguenza della quale si forma una piccola crosta sulla superficie del giunto. L'altra parte della polvere rimane sotto forma di granuli. Dopo il completamento della cucitura, è necessario rimuovere lo strato di scoria con un martello e una spazzola sul metallo. Il prodotto pulito è pronto per la verniciatura o il trattamento con composti anti-corrosione.

Variazioni di saldatura automatica

Una saldatrice automatica che crea un arco applicando la corrente a un filo e proteggendo il bagno di saldatura con uno strato di flusso può avere diverse varianti. Possono essere macchine con una testa mobile, eseguendo linee di cucitura piatte o con motivi. Per le condotte utilizzare teste fisse, sotto le quali il prodotto ruota su rulli. Gli stessi trattori guidano il prodotto, trasportano la macchina e allo stesso tempo saldano. Tutti i modelli utilizzano un elettrodo di fusione (filo GOST 16130-72). Durante il tempo successivo, dopo l'introduzione di questi metodi nell'industria, sono stati sviluppati altri dispositivi che consentono l'automazione dei lavori di saldatura. Alcuni dei principi di funzionamento di tali strutture sono simili, mentre altri differiscono radicalmente.

In argon

Una delle varietà è la saldatura automatica ad arco di argon con elettrodo non consumabile. Quest'ultima è una verga di tungsteno con alcuni additivi. Un arco elettrico viene eccitato tra esso e il prodotto, e la composizione di argon della miscela di gas fornita attraverso l'ugello della testa dell'apparecchio impedisce al carbonio di fuoriuscire attraverso la superficie della giunzione. A causa di ciò, la connessione è forte e uniforme. La saldatura nell'ambiente dei gas di protezione può essere eseguita da una testa fissata in modo fisso del dispositivo, sotto il quale viene girato il prodotto, e dalla parte mobile lungo la linea di collegamento. Il metodo ad arco di argon viene utilizzato attivamente quando si lavora con tubi e serbatoi in acciaio.

Filo animato

Un'altra opzione è la saldatura automatica del filo animato. Il dispositivo consegna l'elettrodo di fusione alla zona di saldatura attraverso i rulli. La tensione alla fine del filo crea un arco. Ma per proteggere il metallo fuso non viene utilizzata la polvere proveniente dalla tramoggia, e il flusso, che si trova nel filo stesso. Per fare ciò, quest'ultimo è realizzato in forma tubolare e inserito in bobine. Tale materiale di consumo è più costoso, ma facilita la preparazione per il processo di saldatura. La saldatrice non richiede il caricamento del flusso nella tramoggia. Il giunto di saldatura, come nel caso della polvere sfusa, necessita di pulizia. I dispositivi possono funzionare spostandosi sul prodotto stesso o stazionario, con lo scorrimento delle parti da saldare sotto di loro.

Saldatura al plasma

La saldatura al plasma automatica è stata sviluppata per l'accoppiamento rapido di acciai legati. In tali dispositivi, un arco elettrico brucia tra due elettrodi nella testa del bruciatore. L'argon o l'elio alimentato ad alta pressione e turbinato con un vorticatore contribuisce alla ionizzazione della fiamma dell'arco e all'aumento della sua temperatura. La saldatura al plasma è montata su staffe che possono ruotare assialmente. La distanza dal centro alla testa può variare, il che rende questa apparecchiatura comoda per le giunture automatiche circolari dei fondi del serbatoio. A seconda dello spessore del metallo e dell'altezza necessaria della giunzione, il dispositivo può essere fornito con un blocco aggiuntivo per alimentare il filo di riempimento.

Oltre alle unità di cui sopra, ne esistono versioni semi-automatiche, in cui il saldatore deve dirigere la testa di saldatura o dirigere il movimento del trattore. La saldatura automatica e semi-automatica è richiesta non solo nelle grandi aziende, ma nelle piccole imprese. Dopo tutto, in questo modo è possibile aumentare significativamente la produttività e la redditività. Alcuni artigiani erano in grado di realizzare un dispositivo fatto in casa basato su un sistema semi-automatico, in grado di muoversi lungo un percorso prestabilito.

Modalità e caratteristiche

La saldatura automatica avviene a correnti più elevate. Questo garantisce alta velocità ed efficienza del processo. Le opzioni consigliate sono le seguenti: